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A multi-strategy improved osprey optimization algorithm for 3D UAV path planning

delete2026-05-01
delete0
PRE
AI
Y
Yahong Zhai
Z
Zhang, Yifei
X
Xi Mao
徐龙艳 封面图
徐龙艳 (Longyan Xu) *
H
Hang, Xingtong
DOI:10.1088/2631-8695/ae638ddelete
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摘要

摘要

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为解决传统鱼鹰优化算法(OOA)在无人机(UAV)路径规划中收敛速度慢且易陷入局部最优的问题,提出了一种多策略改进的鱼鹰优化算法(MOOA)。首先,在全局层面构建基于历史种群信息的引导学习策略,通过利用种群标准差建立各维度的自适应反馈回路,动态更新优化基准,从而提升收敛效率。其次,在开发阶段采用结合双曲余弦和正切搜索的复合策略,利用双曲余弦函数的非线性特性实现搜索步长的自适应衰减,确保平滑过渡至精细搜索模式,同时引入基于正切的微扰动以规避局部停滞。此外,在收敛后期融入基于Lévy飞行的高空翱翔策略,并配合随时间变化的正弦因子,以提供补充的全局搜索能力,进一步提升最终解的质量。对CEC2017基准测试套件的消融研究阐明了各策略的独立贡献。与九种先进算法的比较分析证实了MOOA在收敛精度和稳定性方面的优越性,而典型工程设计问题的实验验证了其处理复杂物理约束的鲁棒性。最后,将MOOA应用于不同复杂度的三维无人机路径规划场景,仿真结果表明其能有效最小化路径成本并显著提高规划成功率,验证了算法在复杂真实环境中的有效性和工程实用性。
Keyword:
UAV path planning
osprey optimization algorithm
guided learning
tangent function
L & eacute
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